홍라이프 계산기고도별 기온 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
대기는 보통 올라갈수록 차가워집니다. 이 계산기는 출발 고도의 기온을 바탕으로, 표준대기 기온감률, 건조단열감률 또는 직접 정한 감률을 써서 목표 고도의 기온을 추정합니다. 등산 복장 계획, 항공기·드론 성능 점검, 날씨 공부에 쓰입니다.
계산 방법
T(h) = T₀ − Γ × (h − h₀) ÷ 1000
- T₀는 출발 고도 h₀(m)의 기온(°C), h는 목표 고도(m)입니다.
- Γ는 기온감률(°C/km)로, NASA 표준대기 모델 6.49, 건조 공기 상승 9.8, 또는 사용자 값입니다.
- 목표 고도의 표준대기 기온은 15.04 − 0.00649 × h(11,000m까지)이며, 마지막 줄은 추정값과 그 차이입니다.
- °F = °C × 1.8 + 32입니다.
원리
대류권은 햇빛을 흡수한 지면에 의해 주로 아래에서 데워집니다. 공기가 상승하면 기압이 낮아져 팽창하면서 주변에 일을 하고 식습니다. 건조 공기는 1km당 약 9.8°C 식는데, 이는 중력가속도를 공기의 비열로 나눈 값입니다. 구름 속에서는 수증기가 응결하며 열을 내놓아 더 천천히 식습니다. 실제 대기의 평균 분포는 그 사이에 있어, 표준대기는 대류권 꼭대기인 약 11km까지 1km당 약 6.5°C로 나타냅니다.
예제 풀이
기본값인 해발 0m에서 20°C, 목표 3,000m, 표준 감률 6.49°C/km로 계산합니다.
- 고도 차 = 3,000m입니다.
- 기온 변화 = −6.49 × 3.0 = −19.5°C입니다.
- 기온 = 20 − 19.47 = 0.5°C, 화씨로 33°F입니다.
- 3,000m 표준대기 기온 = 15.04 − 19.47 = −4.4°C입니다.
- 출발 기온이 표준 해면 기온보다 약 5°C 높으므로 표준대기보다 5°C 따뜻합니다.
| 출발 지점의 기온 (°C) | 목표 고도의 기온 (°C) |
|---|---|
| 5 | -14.5 |
| 10 | -9.5 |
| 15 | -4.5 |
| 20 | 0.5 |
| 25 | 5.5 |
| 30 | 10.5 |
| 40 | 20.5 |
결과 해석
산 정상에 얼마나 따뜻한 옷이 필요한지, 엔진 흡입 공기가 얼마나 찬지 등을 계획할 때 유용합니다. 실제 날씨는 크게 다를 수 있습니다. 맑고 바람 없는 밤이나 골짜기에서는 위로 갈수록 따뜻해지는 기온 역전이 흔하고, 햇볕 받는 사면은 공기를 국지적으로 데우며, 전선이 오면 다른 기단이 들어옵니다. 노출된 정상에서는 바람 때문에 체감온도가 더 낮습니다.
흔한 실수
- 평균 대기에 건조단열감률을 적용하는 경우(상승하는 공기 덩어리에 해당합니다)
- 11km보다 훨씬 높은 곳에 이 식을 쓰는 경우
- 고도를 피트와 미터로 섞어 넣는 경우
- 출발 기온 자체가 하루 동안 변한다는 점을 무시하는 경우
자주 묻는 질문
1,000m 올라가면 몇 도 내려가나요?
평균적으로 약 6.5°C이지만 날마다 다릅니다.
기온 역전이란 무엇인가요?
위로 갈수록 기온이 오르는 층으로, 그 아래에 안개나 오염 물질이 갇히기 쉽습니다.
해수면보다 낮은 곳에도 쓸 수 있나요?
−500m까지 입력할 수 있으며, 같은 감률로 조금 더 따뜻하게 계산됩니다.
출처: NASA Glenn Research Center, Beginner's Guide to Aeronautics, "Earth Atmosphere Model – Metric Units"